Ремоделирование опухолевого микроокружения in vivo с помощью CRISPR-Cas усиливает иммунотерапию

Сложная природа иммуносупрессивного микроокружения опухоли требует сочетания нескольких агентов для оптимальной иммунотерапии. Ученые из Йельского университета разработали подход MUCIG — мультиплексную универсальную комбинаторную иммунотерапию с помощью сайленсинга генов — который использует CRISPR–Cas13d для подавления нескольких эндогенных иммуносупрессоров в микроокружении опухоли, способствуя ее ремоделированию и усиливая противоопухолевый иммунитет.

С самого начала исследователи сосредоточились на генах, экспрессия которых связана с иммуносупрессией в микроокружении опухоли. Из них они отобрали четыре, распространенных в различных опухолевых линиях: Cd274 (Pdl1), Lgals9 (галектин-9), Lgals3 (галектин-3) и Cd47. На эти гены нацелили PGGC — систему оптимизированных гидовых РНК (по одной на каждый ген), которые вместе с Cas13d упаковали в аденоассоциированные вирусы (AAV).

AAV-Cas13d-PGGC или контрольный вирусный вектор вводили мышам, несущим разные сингенные модели опухолей: E0771 (рак молочной железы, умеренно чувствительный к иммунотерапии контрольных точек) и Colon26 (колоректальный рак, резистентный к такому лечению). Сайленсинг иммуносупрессивных генов способствовал ремоделированию микроокружения опухоли: в ней усиливалась инфильтрация CD8⁺ T-клеток, а численность нейтрофилов сокращалась. Кроме того, среди макрофагов и дендритных клеток было зафиксировано значительное снижение числа миелоидных супрессорных клеток, которые обычно подавляют иммунный ответ против опухоли.

Анализ транскриптома подтвердил успешный нокдаун четырех мишеней и минимальный риск нецелевых редактирований. Комбинированное лечение антителами к GR1 (маркер нейтрофилов и миелоидных супрессорных клеток) и AAV-Cas13d-PGGC еще больше снижало опухолевую нагрузку по сравнению с монотерапией. Для повышения точности и эффективности лечения ученые использовали улучшенную версию Cas13d — hfCas13d, — которая также мощно подавляла экспрессию генов и ингибировала рост опухоли, не вызывая побочных эффектов, таких как потеря веса или гепатотоксичность.

Предложенный подход — универсальная стратегия комбинированной иммунотерапии рака, которая основана на мультиплексном «выключении» иммуносупрессивных генов. Такой метод может быть быстро адаптирован для воздействия на любые комбинации генов в различных тканях или типах клеток in vivo, а потенциальное клиническое применение выходит за рамки онкологии.

Макрофаги способны преодолевать иммуносупрессивный эффект гипоксии в микроокружении опухоли